Tecnologías cuánticas en espectroscopia e imágenes por resonancia magnética nuclear

GONZALO A. ALVAREZ

Seminario; IV Taller de Resonancia Magnética; 2018

En diversas tecnologías, desde computadoras a equipos médicos, la miniaturización de dispositivos esta acercándose a escalas atómicas requiriendo el control y la observación de sistemas cuánticos. A estas escalas, la operación de estos dispositivos normalmente está dominada por la interconexión de la dinámica coherente cuántica y su destrucción (decoherencia) por fluctuaciones aleatorias del ambiente. El desarrollo de tecnologías cuánticas a llevado a generar nuevas formas de ?proteger? la información y dinámica cuántica de grados de libertad externos1. Sin embargo, la misma perdida de información puede ser una herramienta de control y una fuente de información sobre los procesos físicos, químicos y biomédicos que se desenvuelven en el ambiente. Para explotar estas nuevas herramientas, tanto para control como diagnóstico, sensores cuánticos deben ser empleados2. En esta charla, presentaré métodos experimentales implementados en Resonancia Magnética Nuclear (RMN) basados en el control de estados cuánticos de espines 1⁄2 (bits cuánticos) que actúan como sensores del ambiente con el que interactúan. Aplicaciones de estas nuevas y simples técnicas se pueden encontrar en física de la materia condensada3, ciencia de materiales y biológicas4,5, y en particular pueden ser útiles para investigar la naturaleza de órganos en sistemas biológicos, en formas que eventualmente podrían ser útiles en humanos y en situaciones de interés clínico6.Referencias:1- Suter, D.; Álvarez, G.A. Rev. Mod. Phys. 88, 041001 (2016).2- Zwick, A.; Álvarez, G.A.; Kurizki, G. Phys. Rev. Applied 5, 014007 (2016).3- Álvarez, G.A.; Suter, D.; Kaiser, R. Science 349, 846 (2015).4- Álvarez, G.A.; Shemesh, N.; Frydman, L. Phys. Rev. Lett. 111, 080404 (2013). Shemesh, N.; Álvarez, G.A.; Frydman, L. J. Magn. Reson. 237, 49 (2013).5- Álvarez, G.A.; Bretschneider, C.O.; Fischer, R.; London, P.; Kanda, H.; Onoda, S.; Isoya, J.; Gershoni, D.; Frydman, L. Nat. Commun. 6, 8456 (2015).6- Álvarez, G.A.; Shemesh, N.; Frydman, L. Sci. Rep. 7, 3311 (2017). Shemesh, N.; Álvarez, G.A.; Frydman, L. PLoS ONE 10, e0133201 (2015).